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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Semáforo de quatro vias. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante A composição da primeira versão do semáforo (Fig. 8) inclui um gerador mestre nos elementos lógicos DD1.1, DD1.2, um contador binário DD2, elementos lógicos DD1.3, DD1.4, DD3.1 -DD3.4 .1 e interruptores transistorizados VT5- VT1, controlando seus grupos de LEDs da mesma cor. Os LEDs nos grupos são marcados em duas direções: 2 e 1. Como cada grupo possui dois LEDs conectados em série, isso significa que, por exemplo, um dos LEDs verdes do par HL2, HL11 é direcionado em uma direção e o outro na direção oposta. Em seguida, os LEDs verdes HL12 e HLXNUMX devem estar localizados em uma direção perpendicular, também um em cada direção.
Considere o funcionamento do dispositivo, usando não apenas o circuito, mas também o diagrama de sinal (Fig. 9) em seus vários pontos. O oscilador principal gera sinais com uma frequência de cerca de 1,5 Hz. Eles vão para a entrada de contagem (pino 10) do chip DD2, então sequências de pulsos de diferentes frequências começarão a aparecer em suas saídas.
Suponha que inicialmente a luz vermelha da direção 1 esteja acesa (LEDs HL7, HL8, diagrama 4, período t0-t1; no futuro, o número do diagrama e o período correspondente serão indicados entre parênteses), pois o pino 4 DD2 está baixo e o transistor VT3 está aberto. Ao mesmo tempo, a luz verde da direção 2 (9, t0-t1) acenderá, pois haverá um nível alto no pino 10 do elemento DD3.3 (8, t0-t1) e no pino 11 do elemento DD1.4 também haverá um nível alto (diagrama 5, período t0 - t1). Após oito pulsos na saída do elemento buffer DD1.3 (1, t1) e com o início do nono pulso, um nível lógico alto (5, t2) aparecerá no pino 3 do contador DD1. O elemento DD1.4 começará a comutar os pulsos vindos do pino 10 do elemento DD1.3 (1, t1 - t2). Como a saída do elemento DD3.2 é alta (7, t1-12), o diodo VD1 é fechado. Um nível alto (10, t3.3-8) permanecerá no pino 1 do elemento DD12, então pulsos (3.4, t9-t1) aparecerão na saída do elemento DD2, que acenderá os LEDs verdes HL11 , HL12 em um modo intermitente. Os LEDs vermelhos HL7, HL8 continuarão acesos (4, t1-t2). Ao final de quatro pulsos, um nível alto aparecerá no pino 7 DD2 (2, t2). No pino 5 do contador também existe um nível alto (3, t2-t3), então o elemento DD3.2 entrará em um estado de nível baixo na saída (7, t2-t3). Os LEDs amarelos HL3-HL6 de quatro direções piscarão. O nível baixo do diodo aberto VD1 (5, t2-t3) irá transferir o elemento DD3.4 para um estado de nível alto na saída (9, t2-t3). Os LEDs verdes HL11, HL12 se apagarão e os LEDs vermelhos HL7, HL8 continuarão acesos por mais quatro pulsos (4, t2-t3). Em seguida, um nível alto no pino 4 do contador (4, t3) desligará os LEDs vermelhos HL7, HL8. Ao mesmo tempo, todos os LEDs amarelos também se apagarão, pois níveis baixos nos pinos 7 (2, t3) e 5 (3, t3) do contador irão transferir o elemento DD3.2 para um estado de nível alto na saída ( 7, t3). Um nível alto no pino 4 DD2 (4, t3) acenderá os LEDs vermelhos HL9, HL10 da outra direção. Os LEDs verdes HL1, HL2 também acenderão, pois níveis altos aparecerão nos pinos 1 (5, t3) e 2 (4, t3) do elemento DD3.1. Isso continuará por mais oito pulsos na saída do elemento DD1.3(1, t3-t4). Então um nível alto no pino 13 do elemento DD1.4 (3, t4-t5) permitirá a passagem de pulsos da saída do elemento DD1.3 para BxoflDD3.1 (5, t4-t5). Os LEDs HL1 e HL2 começarão a piscar Após quatro pulsos, um nível baixo na saída do elemento DD3.2 (7, t5-t6) desligará esses LEDs e ligará o HL3-HL6 amarelo. Os LEDs vermelhos HL9, HL10 continuam acesos todo esse tempo (8, t3-t6). Com a chegada do próximo 33º pulso (desde o início do semáforo), o dispositivo voltará ao seu estado original (1 - 6, t6) - os LEDs vermelhos HL7, HL8 e os LEDs verdes HL11, HL12 piscarão e o resto vai sair. Os processos descritos acima serão então repetidos. Além dos indicados no diagrama, no lugar de DD1, DD3 é permitido o uso de microcircuitos K564LA7, K176LA7. Transistores - qualquer uma das séries KT361, KT3107, diodo VD1 - qualquer uma das séries KD503, KD521, KD522, LEDs - quaisquer nacionais ou importados com a maior saída de luz e a cor de brilho correspondente. Dependendo das dimensões do semáforo, você pode usar LEDs em miniatura com diâmetro de cerca de 3 mm e maiores com diâmetro de 10 ... 12 mm. Os LEDs são colocados no corpo de um semáforo de quatro vias ou em semáforos individuais, instalando três LEDs em cada um (um de cada cor) e conectando-os de acordo com a Fig. 10.
Em cruzamentos movimentados, além de semáforos para carros, são instalados semáforos bicolores para pedestres, trabalhando em conjunto com o tráfego de carros. Portanto, a segunda versão do semáforo, mais complexa (Fig. 11), é complementada por semáforos para pedestres.
A lógica do semáforo é a seguinte. A princípio, funciona como o anterior - a luz verde acende em uma direção enquanto a luz vermelha acende na outra. Em seguida, a luz verde entra no modo de pulso, após o que a luz amarela acende e as cores mudam para a outra direção. Ao mesmo tempo, a luz vermelha fica acesa o tempo todo nos semáforos de pedestres. Depois de passar o ciclo de brilho na outra direção, a luz amarela acende, após o que todos os semáforos principais (automóveis) ficam vermelhos e os de pedestres ficam verdes. Ao final de um determinado tempo, o semáforo verde "pedestre" apaga, os semáforos principais ficam amarelos e o ciclo recomeça. Além disso, neste projeto, a proporção entre a duração do brilho da cor primária e a duração do brilho amarelo (como em semáforos reais) é aumentada e essa proporção pode ser alterada em um pequeno intervalo. Considere o dispositivo e operação de um semáforo de acordo com seu diagrama esquemático juntamente com o diagrama de sinal (Fig. 12) em vários pontos da estrutura. O semáforo consiste em um oscilador mestre nos elementos DD1.1, DD1.2, um contador binário DD2, microcircuitos DD3-DD5, interruptores de transistor VT1-VT8 e LEDs HL1-HL20.
O oscilador mestre gera oscilações com frequência determinada pela posição do resistor trimmer R2 e pelos valores dos elementos C1, C2, R3, R4. Quanto mais próximo o motor estiver da saída superior do resistor de acordo com o circuito, menor será a frequência do gerador e vice-versa. Os pulsos do gerador são alimentados na entrada do contador DD2 (pino 10) e no pino 1 do inversor de buffer DD5.1. No início do ciclo, os leds vermelhos HL7 e HL8 de mesmo sentido estarão acesos, pois o pino 4 do contador está com nível lógico baixo (4,t0-t2). Os LEDs verdes HL11, HL12 da direção perpendicular do movimento (14, t0-t2) também acenderão, porque as entradas do elemento DD3.3 têm níveis altos (6 e t0-t2). Ao mesmo tempo, os LEDs vermelhos HL17-HL20 do semáforo "pedestre" (17, t0-t2) acenderão. O dispositivo ficará neste estado por 16 pulsos de clock do gerador (1-17, t0-t2). O décimo sétimo pulso colocará o contador em um estado de alto nível no pino 5 (3, t2-t3), o pino 12 do elemento DD1.4 receberá pulsos da saída do elemento DD1.3 através do resistor R7 (6, t2-t3). Os LEDs verdes HL11, HL12 irão para o modo intermitente. Após oito piscadas, esses LEDs se apagarão, pois o elemento DD3.2 entrará em estado de nível baixo na saída (11, t3-t4). O diodo aberto VD4 irá transferir o elemento DD3.3 para um estado de alto nível na saída (14, t3-t4). Os LEDs amarelos HL5, HL6 de uma direção (11, t3-t4) e os mesmos LEDs HL1, HL2 da outra direção acenderão - afinal, todas as entradas do elemento DD4.1 terão níveis altos (2,3,13 ,3, t4-t1), e o transistor VT2 abrirá com o diodo VD15 (3, t4-tXNUMX). Ao mesmo tempo, um nível baixo através do diodo VD1 irá para o motor do resistor trimmer e desviará sua parte inferior de acordo com o circuito (9, t3-t4). A frequência do oscilador aumentará (1, t3-t4), o que encurtará a duração do sinal amarelo. Após os próximos oito pulsos de clock, os LEDs vermelhos HL7, HL8 e amarelos HL1, HL2, HL5, HL6 serão desligados, mas os LEDs vermelhos HL9, HL10 (13, t4-t6) e verdes HL3, HL4 (10, t4-t6 ) acenderá. Um nível alto no cátodo do diodo VD1 mudará o gerador para o modo normal - a frequência do gerador cairá para o original (1 e 15, t4-t6). Os LEDs vermelhos HL17-HL20 ainda brilharão (17, t4-t6). O dispositivo agora executará um ciclo para a outra direção. Após 16 pulsos de clock, os LEDs verdes HL3, HL4 passarão a piscar - um nível alto no pino 5 do contador (3, t8-t7) permitirá a passagem de pulsos de clock para o elemento DD1.4. Após oito piscadas (10, t8-t7), os LEDs HL3, HL4 se apagarão, pois o elemento DD3.2 em sua saída transferirá o elemento DD4 através do diodo VD6 (11 e 7, t8-t1.4) para um estado de alto nível na saída (10, t7-18). Os LEDs amarelos HL5, HL6 (11, t7-t8) piscarão. Na outra direção, os LEDs amarelos HL1, HL2 não acendem durante esse período (15, t7-t8), mas os LEDs vermelhos HL9, HL10 continuam acesos (13, t7-t8). Um nível baixo do pino 14 do elemento DD3.2 (11, t7-t8) através do diodo VD5 aumentará novamente a frequência de pulso do gerador durante os LEDs amarelos (9 e t7-t8). Ao final de oito pulsos de clock, os LEDs vermelhos piscando HL9, HL10 (7, t8-t12) da outra direção serão adicionados aos LEDs vermelhos HL8, HL11 que continuam a queimar em uma direção. Os semáforos do "carro" serão acesos sinais vermelhos que proíbem o movimento em todas as direções. Ao mesmo tempo, os LEDs vermelhos HL17-HL20 dos semáforos "pedestres" (17, t8-t10) se apagarão e os LEDs verdes HL13-HL16 (16, t8-t10) acenderão. Eles brilharão por 16 pulsos de clock (t8-t10). Em seguida, um nível alto na saída do elemento DD3.4 (16, t10-t11) desligará os LEDs verdes HL13-HL16 e ligará o vermelho HL17-HL20. Níveis altos nos pinos 5 e 6 do contador (3 e 5, respectivamente, t10-t11) irão transferir o elemento DD3.1 para um estado de nível baixo na saída (15, t10-t11). Os LEDs amarelos HL1, HL2 acenderão, a frequência do gerador aumentará (1 e 9, t10-t11). Na outra direção, os LEDs vermelhos HL7, HL8 (12, t10-t11) ainda estarão acesos. Após os próximos oito pulsos de clock, os LEDs amarelos HL7, HL8 irão apagar, pois neste momento (tn) níveis altos nos pinos 7, 5, 6 do contador (2,3,5, t11) utilizando o elemento DD4.2. 5.3 e o inversor DD8 formarão um pulso curto de reset (11, t11), que irá para o pino XNUMX do contador. Agora o contador será colocado em seu estado inicial, o ciclo do semáforo será repetido. Neste design, você pode usar os mesmos detalhes do anterior. Os LEDs HL1-HL12 dos semáforos principais devem ser montados da mesma forma que na primeira opção. Mas aos principais serão adicionados LEDs de semáforos "pedestres", que devem ser interligados de acordo com a Fig. 13.
Estabelecer o dispositivo é reduzido a definir a proporção desejada da duração do brilho dos sinais principais para a duração da luz amarela usando um resistor de ajuste R2. Quando a luz amarela é acesa, a frequência do gerador é máxima e, quando os sinais principais são ligados, é determinada por um resistor de sintonia. Quanto mais próximo seu motor estiver da saída máxima de acordo com o circuito, menor será a frequência do gerador. Portanto, alterando a frequência fundamental do gerador dentro de certos limites, será possível selecionar a relação de durações indicada acima. Literatura
Autor: I.Potachin, Fokino, região de Bryansk
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